Laporan Praktikum Kimia
“Penentuan Harga ∆H Reaksi Menggunakan Kalorimeter”
Di
susun oleh:
Murni Wulandari
Kelas
:
XI
IPA 4
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
SMA PLUS NEGERI 7 BENGKULU
TAHUN AJARAN 2012/2013
A.
Tujuan Percobaan
Menentukan harga ∆H reaksi netralisasi HCl dan NaOH.
B.
Landasan Teori
·
Termokimia merupakan salah
satu kajian khusus dari Termodinamika, yaitu kajian mendalam mengenai hubungan antara kalor dengan
bentuk energi lainnya. Dalam termodinamika, kita mempelajari
keadaan sistem,
yaitu sifat makroskopis yang dimiliki materi, seperti
energi, temperatur, tekanan, dan volume. Keempat sifat tersebut merupakan fungsi
keadaan, yaitu sifat materi yang hanya bergantung pada keadaan
sistem, tidak memperhitungkan bagaimana cara mencapai keadaan
tersebut. Artinya, pada saat keadaan sistem mengalami
perubahan, besarnya perubahan hanya bergantung pada kondisi awal dan akhir
sistem, tidak bergantung pada cara mencapai keadaan tersebut.
·
Hukum Termodinamika I disusun
berdasarkan konsep hukum kekekalan energi yang
menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan;
energi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Dalam kajian Hukum
Termodinamika I, kita akan mempelajari hubungan antara kalor, usaha (kerja),
dan perubahan energi dalam (ΔU).
·
Perubahan energi dalam (ΔU) dapat dinyatakan
dalam persamaan ΔU = Uf – Ui, dimana
Uf adalah energi dalam setelah mengalami suatu proses dan Ui adalah
energi dalam sebelum mengalami suatu proses. Perubahan energi dalam (ΔU)
merupakan fungsi keadaan. Energi dalam (U) akan bertambah jika sistem menerima
kalor dari lingkungan dan menerima usaha (kerja) dari lingkungan. Sebaliknya,
energi dalam (U) akan berkurang jika sistem melepaskan kalor ke lingkungan dan
melakukan kerja (usaha) terhadap lingkungan. Dengan demikian, hubungan
antara kalor, usaha
(kerja), dan perubahan energi dalam (ΔU) dapat
dinyatakan dalam persamaan sederhana berikut:
ΔU = Q + W
·
Perubahan energi dalam (ΔU) adalah penjumlahan
dari perpindahan kalor (Q) yang terjadi antar sistem-lingkungan dan kerja (W)
yang dilakukan oleh-diberikan kepada sistem.
·
Semua reaksi kimia dapat menyerap maupun
melepaskan energi dalam bentuk panas (kalor). Kalor adalah
perpindahan energi termal antara dua materi yang memiliki perbedaan temperatur. Kalor selalu mengalir
dari benda panas menuju benda dingin. Termokimia adalah
kajian tentang perpindahan kalor yang terjadi dalam reaksi kimia (kalor yang
menyertai suatu reaksi kimia).
·
Aliran kalor yang terjadi dalam reaksi kimia
dapat dijelaskan melalui konsep sistem-lingkungan. Sistem adalah
bagian spesifik (khusus) yang sedang dipelajari oleh kimiawan. Reaksi kimia
yang sedang diujicobakan (reagen-reagen yang sedang dicampurkan) dalam tabung
reaksi merupakan sistem. Sementara, lingkungan adalah area di
luar sistem, area yang mengelilingi sistem.
Dalam hal ini, tabung reaksi, tempat berlangsungnya reaksi kimia,
merupakan lingkungan.
·
Ada tiga jenis sistem. Sistem terbuka,
mengizinkan perpindahan massa dan energi dalam bentuk kalor dengan lingkungannya. Sistem tertutup,
hanya mengizinkan perpindahan kalor dengan lingkungannya,
tetapi tidak untuk massa. Sedangkan sistem terisolasi tidak
mengizinkan perpindahan massa maupun kalor dengan lingkungannya.
·
Pembakaran gas hidrogen dengan gas oksigen
adalah salah satu contoh reaksi kimia dapat menghasilkan kalor dalam jumlah
besar. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
2 H2(g) +
O2(g) –> 2 H2O(l) + energi
·
Dalam reaksi ini, baik produk maupun reaktan
merupakan sistem, sedangkan sekeliling reaksi kimia
merupakan lingkungan. Oleh karena energi tidak dapat diciptakan maupun
dimusnahkan, hilangnya sejumlah energi pada sistem akan
ditampung pada lingkungan. Dengan demikian, kalor yang dihasilkan dari reaksi pembakaran ini
sesungguhnya merupakan hasil perpindahan kalor dari sistem menuju lingkungan.
Ini adalah contoh reaksi eksoterm, yaitu reaksi yang
melepaskan kalor, reaksi yang memindahkan kalor ke lingkungan.
·
Penguraian (dekomposisi) senyawa raksa (II)
oksida hanya dapat terjadi pada temperatur tinggi. Reaksi yang terjadi adalah
sebagai berikut:
energi +
2 HgO(s) –> 2 Hg(l) + O2(g)
·
Reaksi ini adalah salah satu contoh dari
reaksi endoterm, yaitu reaksi yang menyerap (membutuhkan)
kalor, reaksi yang memindahkan kalor dari lingkungan ke sistem.
·
Reaksi eksoterm merupakan
reaksi yang memancarkan (melepaskan) kalor saat reaktan berubah menjadi produk.
Reaktan memiliki tingkat energi yang lebih tinggi dibandingkan produk, sehingga
energi dibebaskan pada perubahan reaktan menjadi produk. Sebaliknya, pada
reaksi endoterm terjadi hal yang berlawanan. Pada
reaksi endoterm, terjadi penyerapan kalor pada perubahan
dari reaktan menjadi produk. Dengan demikian, reaktan memiliki tingkat energi
yang lebih rendah dibandingkan produk.
·
Satuan ΔH adalah joule per mol atau kilojoule
per mol. Hubungan kalor reaksi (Q), jumlah mol zat yang bereaksi (n), dan
entalpi reaksi (ΔH) dapat dinyatakan dalam persamaan berikut:
ΔH = Q / n
·
Selain menggunakan metode kalorimeter, entalpi
reaksi dapat pula ditentukan melalui beberapa metode lainnya. Salah satu metode
yang sering digunakan para kimiawan untuk mempelajari entalpi suatu reaksi
kimia adalah melalui kombinasi data-data ΔH°f.
Keadaan standar (subskrip °) menunjukkan bahwa pengukuran entalpi
dilakukan pada keadaan standar, yaitu pada tekanan 1 atm dan suhu 25°C. Sesuai
kesepakatan, ΔH°f unsur bebas bernilai 0, sedangkan ΔH°f senyawa
tidak sama dengan nol (ΔH°f unsur maupun senyawa dapat dilihat
pada Tabel Termokimia). Kita dapat menghitung
entalpi suatu reaksi kimia apabila ΔH°f unsur maupun senyawa
yang terlibat dalam reaksi tersebut diberikan. Sebagai contoh, berikut ini
diberikan suatu reaksi hipotetis:
a A + b
B —————> c C + d D
·
Reaksi kimia pada dasarnya merupakan
peristiwa pemutusan-penggabungan ikatan. Saat reaksi kimia
berlangsung, reaktan akan mengalami pemutusan ikatan, menghasilkan atom-atom
yang akan bergabung kembali membentuk produk dengan sejumlah ikatan baru.
Dengan mengetahui nilai entalpi masing-masing ikatan, kita dapat menghitung entalpi
suatu reaksi kimia. Oleh karena pemutusan ikatan kimia selalu membutuhkan
sejumlah kalor dan sebaliknya pembentukan ikatan kimia baru selalu disertai
dengan pelepasan kalor, maka selisihnya dapat berupa pelepasan (eksoterm)
maupun penyerapan (endoterm) kalor.
·
Jika kalor yang dibutuhkan untuk memutuskan
ikatan lebih tinggi dibandingkan kalor yang dilepaskan pada saat pembentukan
ikatan, maka reaksi tersebut membutuhkan kalor (endoterm) Jika
kalor yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan lebih rendah dibandingkan kalor
yang dilepaskan pada saat pembentukan ikatan, maka reaksi tersebut melepaskan
kalor (eksoterm).
·
Cara Kerja
1. Alat
dan Bahan
·
Kalorimeter sederhana yang terbuat dari
styrofoam
·
Gelas kimia
·
Penyumbat kalorimeter yang terbuat dari
karet atau gabus
·
Thermometer
·
NaOH 1 M 100 ml
·
HCl 1 M 100 ml
2. Cara
kerja
a. Bagian
I
1) Susun
alat kalorimeter!
2) Isi
gelas kimia dengan 100 ml NaOH!
3) Isi
gelas kimia lain dengan 100 ml HCl 1 M. Ukur dan catat suhu setiap larutan !
4) Tuang
100 ml NaOH 1 M ke dalam kalorimeter, disusul 100 ml HCl 1 M, tutup kalorimeter
dengan karet penyumbat , aduk campuran larutan. Catat suhu campuran larutan!
· Hasil Pengamatan
|
Suhu awal NaOh =
29 ◦C
|
|
Suhu
awal HCl = 30 ◦C
|
|
Suhu
awal rata-rata = 29,5 ◦C
|
|
Suhu akhir = 31
◦C
|
·
Pembahasan
Setelah menyiapkan alat dan bahan,
alat-alat yang masih kotor seperti gelas kimia dicuci terlebih dahulu agar
tidak terkontaminasi oleh zat yang masih menempel pada gelas kimia. Setelah itu
disi dengan larutan NaOH dan HCl, suhu masing-masing larutan diukur dengan
menggunakan termometer. Suhu awal NaOH yang kami dapatkan adalah 29 ◦C, dan
suhu awal HCl adalah 30 ◦C . setelah itu dapat diketahui suhu awal rata-rata
dengan menjumlahkan suhu awal NaOH dan HCl lalu dibagi 2 dan hasil nya adalah
29,5 ◦C .
Setelah suhunya diukur, larutan
NaOH dan HCl di masukkan ke dalam kalorimeter, lalu tutup dengan karet
penyumbat dan diaduk selama 5 menit. Setelah diaduk suhu diukur kembali hingga
mendapatkan suhu akhir 31 ◦C.
·
Kesimpulan
v Dalam reaksi
kimia bisa terjadi penyerapan, serta pelepasan energi dalam
bentuk kalor. Hal ini mempengaruhi suhu benda.
v Bila terjadi penyerapan energi dalam bentuk kalor, maka yang
terjadi pada percobaan / reaksi tersebut ialah penurunan suhu.
v Bila terjadi pelepasan energi dalam bentuk kalor, maka yang
terjadi pada percobaan / reaksi tersebut ialah kenaikan suhu.
v Perubahan
harga entalpi memiliki prinsip yang sama dengan perpindahan kalor.
v Besar perubahan harga entalpi sama dengan besar perubahan
kalor, hanya berbeda tanda (+/-).
v Untuk mencari besar perubahan entalpi suatu zat, maka besar
kalor yang bereaksi harus dibagi dengan mol zatnya.
v Untuk mencari massa larutan, kita perlu mencari
volume larutan dan massa jenis larutan.
v Untuk
mencari kalor reaksi, kita perlu mencari perubahan suhu pada reaksi dan massa
larutan dalam kalorimeter.
·
Jawaban Pertanyaan
Pertanyaan:
Hitunglah ∆H reaksi (diketahui:
kalor jenis larutan = kalor jenis air = 4,2 J g-1 k-1 ,
kapasitas kalorimeter = 0, dan massa jenis air = 1 gml -1 )
Jawaban
:
Dik: C =
4,2 J g -1 k -1
-1
∆T = Takhir – Trata-rata
= 31 – 29,5
= 1,5 K
V =
20 ml
Dit
: Q = . . .?
Penyelesaian :
M
= 
× v
= 1 gml × 20 ml
= 20 gram
Q
= m × c × ∆T
= 20 gram × 4,2 J g -1 k -1
×
1,5 K
= 126
J
·
Daftar Pustaka
·
Justiana,
Sandri . 2009. Kimia 2 .
Jakarta : Yudhistira
